JPH05215232A - 油圧伝動装置 - Google Patents
油圧伝動装置Info
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- JPH05215232A JPH05215232A JP4248810A JP24881092A JPH05215232A JP H05215232 A JPH05215232 A JP H05215232A JP 4248810 A JP4248810 A JP 4248810A JP 24881092 A JP24881092 A JP 24881092A JP H05215232 A JPH05215232 A JP H05215232A
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- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
- F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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Abstract
速弁能力及び過圧軽減保護の両方を有する弁を提供す
る。 【構成】 各加速弁85に隣接してパイロット弁95が
配設されている。パイロット弁95は、ばね設定値以下
に室101の流体圧力を制限する加速弁85は高圧導管
61が高圧になると上方の閉止位置に途々に変位して滑
らかな加速をもたらすが、高圧導管61内が設定値以上
の高圧となると、パイロット弁95の作用により開放位
置に変位され、高圧導管61から低圧導管63へ流体を
バイパスする。
Description
つより詳細には閉ループ型の油圧伝動装置に関する。
型からなることができる油圧伝動装置とともに利用でき
るけれども、本発明はポンプおよびモータがラジアルピ
ストン(ボール)型からなる油圧伝動装置に使用される
とき特に好都合である。それゆえ、本発明はラジアルボ
ール型の実施例に関連して説明する。
置はラジアルボールがそれに回転可能に取り付けられる
ジヤーナル部分を有するピントル・アセンブリを含んで
いる。ジヤーナル部分はラジアルボール要素とジヤーナ
ル部分により形成される通路との間を流体連通する溝を
形成し、これらの通路は高圧および低圧系導管からな
る。
発明の譲受人により製造されかつ呼称モデル7およびモ
デル11により販売されている。かかる伝動装置は、本
発明の譲受人に譲渡されかつここに参考として含まれて
いるアメリカ合衆国特許第4,091,717号により
詳細に記載されている。かかる伝動装置は一般的には芝
およびガーデントラクタ、または比較的小型で安価な他
の同様な車両を推進するのに使用される。したがつて、
伝動装置の大きさ、重量および費用がかかる車両での使
用に商業的に許容可能であるように最小にされねばなら
ない。
益であつたけれども、種々の要素の圧力に関連する故障
が時折あった。例えば、圧力スパイクがラジアルボール
ユニツトの1つへまたはそれから流体を連通する溝にお
いてジヤーナル部分を破壊する場合があつた。加えて、
圧力スパイク(またはトルクスパイク)が出力軸を破壊
する場合もあつた。
克服するために、安全弁を設けることは当業者には自明
である。しかしながら、本発明が関連する型の油圧伝動
装置において市場で入手できる一組の安全弁カートリツ
ジまたは安全弁アセンブリを組み込むことは経済的に実
行不能であつた。さらに、コストは別にして、かかる安
全弁の配置の問題があつた。例えば、前記で言及された
市場で入手可能なモデル7およびモデル11の伝動装置
において、ラジアルボールポンプとラジアルボールモー
タユニツトとの間に配置されたピントルは、すでに、可
変ラジアルボールポンプから発生する振動の影響に打ち
勝つための1対のダンパピストン、システム導管がいず
れもタンク圧力以下であることを保証するための1対の
逆止弁アセンブリ、および車両の前進もしくは後進のい
ずれかにおいて、停止状態からの滑らかな発進を確実に
するための1対の加速弁アセンブリを含んでいる。その
ため、実際問題として、少なくともピントル・アセンブ
リを実質上再設計せずに安全弁アセンブリを付加するこ
とはほとんど不可能であつた。
にまとめられ、比較的安価な、加速弁能力および過圧軽
減保護の両方を有する改良された油圧伝動装置を提供す
ることにある。
加圧流体を供給するためのポンプ、該ポンプから前記加
圧流体を受容するモータ、および前記加圧流体を前記ポ
ンプから前記モータへ連通する高圧流体導管、および低
圧流体源からなる改良された油圧伝動装置を提供するこ
とにより達成される。ハウジング手段は高圧流体導管お
よび低圧流体源とを流体連通する弁孔を形成する。加速
弁が弁孔内に配置され、かつ比較的小さい区域の第1
面、および比較的大きい区域の第2対向面を有する面積
差ピストンからなる。高圧流体導管から前記低圧流体源
への流体連通を許容する開放位置に向けて前記面積差ピ
ストンを付勢する手段があり、高圧流体が前記面積差ピ
ストンを前記開放位置に向けて付勢すべく前記付勢手段
と協働する前記第1面に作用する。前記ピストンは前記
孔および前記第2面により形成される室へ高圧流体を連
通すべく作動可能な流体通路制限手段を形成し、前記面
積差ピストンが前記第2面に作用する前記高圧流体によ
り付勢されて前記付勢手段の付勢力および前記第1面に
作用する前記高圧流体を徐々に打勝ち、そして前記高圧
流体導管中の流体圧力が徐々に増大するとき、前記高圧
流体導管から前記低圧流体源への流体連通を遮断する閉
止位置に向かって移動する。
源との間を流体連通するために配置されるパイロツト孔
を形成するハウジング手段を特徴とする。パイロツト弁
手段は、パイロツト内孔内に配置され、かつ前記室から
前記低圧流体源への流体連通を遮断する第1位置と、前
記室から前記低圧流体源への流体連通を許容する第2位
置との間で移動可能な弁部材を含んでいる。前記パイロ
ツト弁手段は、前記弁部材を十分な力で前記第1位置に
向かって付勢する手段を含み、それにより前記高圧流体
導管内の流体圧力が所定の最大圧を超えるときのみ、前
記室内の流体圧力が前記パイロツト弁付勢手段の力に打
勝ち、前記弁部材を前記第2位置に移動する。前記室内
の流体圧力が実質上減少し、前記面積差ピストンが前記
開放位置に向かって付勢され、それにより前記高圧流体
導管内の流体圧力を軽減する。
尚、これらの図により本発明が限定されることはない。
図1により、モデル7またはモデル11の軽便な油圧伝
動装置として本発明の譲受人により市場で販売されてい
る一般的な型の油圧伝動装置を示す。
ツプポンプ)13、可変容量形ラジアルボールポンプ1
5、および固定容量形ラジアルボールモータを閉じ込め
るハウジング11を含んでいる。原動機(図示せず)が
入力軸19に接続されて負荷ポンプ13およびラジアル
ボールポンプ15の構成要素を同時に回転させる。ポン
プ15は、環状ポンプロータ29の内孔27内に配置さ
れた複数のポンプボール25と噛合する円形の、凹状レ
ース23を有する可動(旋回可能な)カムリング・アセ
ンブリ21を含んでいる。カムリング21はカム・ピボ
ットピン31の軸線のまわりに自由に旋回して伝動装置
の回転軸Aに対しレース23の偏心率を変化させる。ピ
ントル・アセンブリ35のジヤーナル部分33のまわり
のポンプロータ29の回転により、ボール25は内孔2
7内で半径方向に外方および内方に移動し、流体が、環
状モータロータ41により形成される内孔39内に配置
されるモータボール37の一側にジヤーナル部分33に
より形成される通路(次に、より詳細に説明される)を
通るようにボール25により強制させられる。
に一直線にされた出力軸43に接続される。モータボー
ル37は、ポンプ15からの流体の圧力下で半径方向に
外方に移動し、カムリング・アセンブリ47により形成
された円形の凹状レース45と接触したままである。カ
ムリング47はハウジング11の本体部分49に堅固に
固定されかつ回転軸線Aに対して偏心して取り付けられ
たレース45を有する。モータロータ41は、内孔39
の内外へのボール37の運動の結果としてピントル35
のジヤーナル部分51のまわりを回転する。適切な密封
体、ベアリング、およびブツシユが伝動装置中に設けら
れて流体がハウジング10から漏出するのを阻止し、か
つ種々の構成要素の回転を許容する。
ング・インサート59を含む適切な制御装置53が、カ
ムリング21をピボットピン31のまわりを旋回させる
ために設けられている。かかる旋回運動は、制御軸55
をその軸線のまわりに回転させることによりなされ、こ
れが制御ピン57を回転し、したがつてカムリング・イ
ンサート59およびカムリング21を回転する。カムリ
ング21の運動によりポンプ15は一方の方向における
全排水量の位置から排水量ゼロの位置へ、更に他の方向
における全排水量の位置へ変化することができる。
は、ポンプボール25により排出されかつピントル・ア
センブリ35を通って案内される流体が取るルートによ
り決められる。例えば、モータ17の時計回りの回転
は、ボール25によって、高圧流体が通路61を通り次
いでモータの内孔39内に至るように強制されることに
より行われる。低圧流体はその時通路63を通りモータ
からポンプへ戻される。当業者には周知のように、ハウ
ジング11により形成されかつポンプ15およびモータ
17を取り囲む室全体は、幾つかの条件下で、以下に説
明されるように、通路63と直接流体連通することがで
きる低圧のケース排出室11cである。モータ17の反
時計回りの回転は、ポンプ15のカムリング21が中心
を超えて移動される場合に発生し、その場合、高圧流体
は通路63を通ってモータ17に至るようにボール25
により強制され、低圧流体はモータから通路61を通っ
てポンプへ戻る。図1に示した型の油圧伝動装置は一般
に良く知られているが、かかる伝動装置の構造および作
動の幾つかの追加の詳細は本発明の譲受人に譲渡されか
つここに参考のために含まれるアメリカ合衆国特許第
4,091,717号から得ることができる。
35は環状の円板状部分65を含み、この部分65は、
一般的に、ポンプのジヤーナル部分33およびそれと一
体に鋳造されるモータのジヤーナル部分51を有してい
る。以下の説明のために、通路61が高圧通路であり、
そしてモータ出力軸43が時計回り(図1において左方
から見て)に回転していると仮定する。
7が横切り、一方、通路63を内孔69が横切る。内孔
67および69の右端が拡大され、そしてその中に逆止
弁アセンブリ71および73がそれぞれ配置されてい
る。当業者には周知のように、各逆止弁71または73
は、装置の低圧側の流体圧力が大気圧以下に降下する場
合において、伝動装置のケース排出領域11cからその
それぞれの通路61または63へのメークアツプ流体の
連通を許容するために含まれる。
された内孔部分75および77からなり、その外方端
は、ピン部材83(図4および図5参照)により保持さ
れる1対のボール79および81により密封される。内
孔部分75内には、付勢ばね87により、ボール79に
向けて、図2において左方に付勢された加速弁部材85
が配置される。同様に、内孔部分77内には、付勢ばね
91により、ボール81に向けて、図2において左方に
付勢される加速弁部材89が配置されている。
速弁および安全弁アセンブリが幾らかより詳細に図示さ
れている。円板状部分65にはクロス内孔93が形成さ
れ、このクロス内孔により内孔部分75と内孔部分77
との間のかつしたがつて高圧通路61と低圧通路63と
の間の比較的制限されない流体連通がなされる。孔部分
75に隣接してかつそれと連通してパイロツト弁アセン
ブリ95が配置され、そして内孔部分77に隣接してか
つそれと連通してパイロツト弁アセンブリ97が配置さ
れている。当業者には、加速弁85および89が構造お
よび作用において互いに実質上同一にすることができか
つ同様に、パイロツト弁アセンブリ95および97が構
造および作用において実質上同一にすることができると
いうことが理解されるであろう。かつそのため、それぞ
れの場合において1つのみが詳細に説明される。
流体圧力が高圧通路61内にまさに強まり始めている中
立の、開始状態であり、そして加速弁85および89は
それぞれ付勢ばね87および91によりそれぞれボール
79および81に対して付勢されている。図3に示した
位置にある加速弁85により、圧力が最初に通路61内
でかつ孔75(加速弁85の下の)内で強まり始める
と、流体は、流体内孔部分から、加速弁85を通って、
次いでクロス孔93を通って内孔部分77内に、かつそ
こから装置の低圧側へ通路63を通って連通される。
速弁85には比較的小さい開口99が形成され、この開
口99は内孔部分75から、加速弁85の下の、加速弁
85、ボール79および加速弁85により形成された室
101へ高圧の制限された連通を許容する。内孔部分7
5はクロス孔93のすぐ上流に配置された弁座103を
形成する。圧力が通路61内で強まり始めると、加速弁
85の比較的小さい下面85aのみが高圧を受け、図3
および図4において上方に加速弁85を付勢しようとす
る。室101内の高圧は、加速弁85の下方の流体圧力
に加えてばね87の付勢力に徐々に打ち勝ち、加速弁8
5が弁座103に係合するまで、加速弁85を下向きに
付勢するように、比較的大きい上面85bに作用する。
弁部材85は、説明されたように、弁85の徐々に行わ
れる閉止が、加速弁のない場合生じるモータ17の比較
的粗い、強引な飛び出し加速よりむしろ、モータ17の
比較的滑らかな加速を招来するため、「加速」弁といわ
れる。
りにモータ17を駆動する通路61内の高圧により、加
速弁85は、ポンプ15が通路61を通して加圧流体を
供給するのを中止するまで、図4に示した着座位置に留
まる。そのとき、室101内の流体圧力は徐々に減少
し、そしてばねの付勢力は、結局、伝動装置の次の開始
作動に備えて、図3に示した位置へ加速弁85を戻す。
ここまでに記載された構造および作用は一般に知られか
つ本発明の譲受人により製造されかつ市販された製品に
おいて市場で入手可能である。
モードにおける作動について説明する。通常モードの作
動時において、図4に関連して説明されるように、室1
01内の流体圧力が所定の最大圧力以上に上昇する場合
に、パイロツト弁アセンブリ95が作動する。パイロツ
ト弁アセンブリ95は円板状部分65に形成された、流
通を制限する内孔105を含み、内孔105はより大き
い内孔107に開口しかつ弁座109を形成する。内孔
107は開口111(図4参照)、および開口113
(図5参照)によつて伝動装置のケース排出領域11c
と連通する。内孔107内には、付勢ばね117によつ
て弁座109に対して常時押圧されるパイロツトボール
115が配置されている。当業者は、弁座を損傷し、パ
イロツト軽減圧力設定を変化するボール115による弁
座109の繰り返し係合の問題を回避するために座イン
サート(ここでは図示せず)を利用するのが望ましいと
考慮することができる。ばね117は座部材119に対
して着座される。座部材119はピン121によつて内
孔107内に保持される
て、モードの間中、孔107は開口111を通して伝動
装置ケース排出口に連通される。しかしながら、室10
1内の流体圧力が所定の最大圧力(付勢ばね117によ
り決定されたような)を超えるとき、圧力は、パイロツ
トボール115を弁座109から引き離し、ばね117
に打ち勝ち、パイロツトボール115を図5に示した位
置に移動させ、開口113の主要部分の被覆をなくす
る。室101はかくして孔105および開口113を通
ってケース排出口に連通され、実質上室101内の圧力
を低減する。これが発生すると、ばね87に関連して作
用する加速弁85の下の高圧により、加速弁85が上方
に付勢され、加速弁85の下の流体の部分は、弁座10
3を通り、次いで前述されたとほぼ同一の方法におい
て、クロス孔93を通って装置の低圧側へ連通する。加
速弁85を通る比較的小さい安全通路に鑑みて、加速弁
85(今や安全弁として作用する)は図5に示されるよ
うに単一の、別個の位置に留まるだけでなく、代わり
に、ポンプロータ29の回転に伴い、すなわち装置圧力
が再び安定するまで、圧力パルスに応答して示される位
置のまわりに多分幾らか振動することが予想される。
してこの説明により本発明の種々の変更および修正が当
業者には自明であると思われる。変更および修正が上記
の特許請求の範囲内にある限り、それらのすべてが本発
明に含まれることを意味する。
による油圧伝動装置を、面積差ピストンの第2面と弁孔
とにより形成された室と低圧流体源との間を流体連通す
るパイロツト孔をハウジング手段に形成し、このパイロ
ツト孔内に配置されたパイロット弁手段は、前記室から
前記低圧流体源への流体連通を遮断する第1位置と、前
記室から前記低圧流体源への流体連通を許容する第2位
置との間で可動である弁部材を有し、前記パイロツト弁
手段は、前記弁部材を十分な力で前記第1位置に向かっ
て付勢する手段を含みそれにより前記高圧流体導管内の
流体圧力が予め定めた最大を超えるときのみ、前記室内
の流体圧力が前記パイロツト弁付勢手段の力に打勝ち、
かつ前記弁部材を前記第2位置に動かし、それにより前
記室内の流体圧力が実質上減少しかつ前記面積差ピスト
ンが開放位置に向かって付勢され、それにより高圧流体
導管内の流体圧力を軽減する構成としたので、コンパク
トにまとめられ、比較的安価な、加速弁の能力および過
圧軽減保護の両方を有する改良された油圧伝動装置を提
供することができる。
断面図である。
−2に沿う拡大横断面図である。
す、図2と同様な、更に拡大した横断面図である。
3と同様な、更に拡大した部分図である。
図3と同様な、更に拡大した部分図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 加圧流体を供給するためのポンプ(1
5)、該ポンプから前記加圧流体を受容するモータ(1
7)、および前記加圧流体を前記ポンプから前記モータ
へ連通する高圧流体導管(61)を形成する手段(3
5)、および低圧流体源(63)と、 前記高圧流体導管および前記低圧流体源と流体連通する
弁孔(67,75)を形成するハウジング手段(65)
と、 比較的小さい区域の第1面(85a)、および比較的大
きい区域の第2対向面(85b)を備えた面積差ピスト
ン、前記高圧流体導管から前記低圧流体源への流体連通
を許容する開放位置(第3図)に向けて前記面積差ピス
トンを付勢する手段(87)、及び前記面積差ピストン
を前記開放位置に向けて付勢するための前記付勢手段と
協働する前記第1面に作用する高圧流体を有する、前記
弁孔内に配置された加速弁(85)とを備え、 前記ピストンが前記孔(75)および前記第2面により
形成される室(101)へ高圧流体を連通すべく作動可
能な流体通路制限手段(99)を形成し、 前記面積差ピストンが前記第2面に作用する前記高圧流
体により付勢されて前記付勢手段の付勢力および前記第
1面(85a)に作用する前記高圧流体に徐々に打勝
ち、そして前記高圧流体導管中の流体圧力が徐々に増大
するとき、前記高圧流体導管から前記低圧流体源への流
体連通を遮断する閉止位置(第4図)に向かって移動す
る油圧伝動装置であって、 (a)前記ハウジング手段(65)には前記室(10
1)と前記低圧流体源との間を流体連通するために配置
されるパイロツト孔(105,107)が形成され、 (b)前記パイロツト孔内に配置されたパイロット弁手
段(95)は、前記室から前記低圧流体源への流体連通
を遮断する第1位置(第4図)と、前記室から前記低圧
流体源への流体連通を許容する第2位置との間で可動で
ある弁部材(115)を含み、 (c)又、前記パイロツト弁手段は、前記弁部材(11
5)を十分な力で前記第1位置に向かって付勢する手段
(117)を含み、それにより前記高圧流体導管内の流
体圧力が所定の最大圧力を超えるときのみ、前記室(1
01)内の流体圧力が前記最大圧力を越え、前記パイロ
ツト弁付勢手段の力に打勝ち、前記弁部材を前記第2位
置に動かし、それにより前記室内の流体圧力が実質上減
少しかつ前記面積差ピストンが前記開放位置(第5図)
に向かって付勢され、それにより前記高圧流体導管内の
流体圧力を軽減することを特徴とする油圧伝動装置。 - 【請求項2】 前記ポンプ(15)および前記モータ
(17)の両方が前記ハウジング手段(11)内に配置
され、前記ハウジング手段が前記低圧流体源を有するケ
ース排出領域(11c)を形成することを特徴とする請
求項1の油圧伝動装置。 - 【請求項3】 前記ハウジング手段(11,65)が戻
り流体を前記モータ(17)から前記ポンプ(15)へ
連通する低圧流体導管(63)を形成したことを特徴と
する請求項2の油圧伝動装置。 - 【請求項4】 前記ハウジング手段(11,65)が前
記ポンプ(15)と前記モータ(17)との間に軸方向
に配置されたピントル部分(65)を含むピントル・ア
センブリ(35)を形成し、前記弁孔(67、75)が
前記ピントル部分により形成されることを特徴とする請
求項3の油圧伝動装置。 - 【請求項5】 前記ピントル・アセンブリ(35)が前
記ピントル部分(65)の両側で軸方向に延在するジヤ
ーナル部分(33,35)を含み、前記ジヤーナル部分
(33,35)が前記高圧流体導管(61)および前記
低圧流体導管(63)を形成することを特徴とする請求
項4の油圧伝動装置。 - 【請求項6】 前記ポンプ(15)が前記ジヤーナル部
分の前方部分(33)のまわりに回転のために取り付け
られるポンプロータ(29)を含み、そして前記モータ
(17)が前記ジヤーナル部分の後方部分(51)のま
わりに回転のために取り付けられたモータロータ(5
1)を含むことを特徴とする請求項5の油圧伝動装置。 - 【請求項7】 第1(61)および第2(63)流体導
管を形成するハウジング手段(11,65)、およびそ
れぞれ前記第1および第2流体導管と流体連通して膨張
および収縮流体容量室(27)を形成すべく作動可能な
流体移動機構(15)を有し、 前記ハウジング手段がそれぞれ前記第1および第2流体
導管と流体連通する第1(75)および第2(77)弁
孔を形成し、 第1(85)および第2(89)加速弁が前記第1およ
び第2弁孔内にそれぞれ配置され、そして前記ハウジン
グ手段が前記第1および第2弁孔間を連通する流体通路
手段(93)を形成し、 前記各加速弁が比較的小さい区域の第1面(85a)、
および比較的大きい区域の第2対向面(85b)を有す
る面積差ピストン、およびそのそれぞれの流体導管から
前記流体通路手段への流体連通を許容する開放位置(第
3図)に向けて前記面積差ピストンを付勢する手段(8
7,91)からなり、 前記小さい区域に作用する流体圧力が前記開放位置に向
けて前記面積差ピストンを付勢するため前記付勢手段と
協働し、 前記各ピストンがそのそれぞれの内孔および前記大きい
区域により形成される室(101)へ比較的高い圧力流
体を連通すべく作動可能な流体通路制限手段(99)を
形成し、前記面積差ピストンが前記大きい区域に作用す
る比較的高い圧力流体により付勢されて前記ピストンを
前記開放位置に向けて前記ピストンを移動しようとする
前記付勢力に徐々に打勝ち、それにより前記それぞれの
流体導管中の流体圧力が徐々に増大するとき、前記ピス
トンを前記流体通路手段へのその流体導管の流体連通を
遮断する閉止位置(第4図)に向かって移動するポンプ
またはモータのいずれかとして作動し得る油圧装置であ
って、 (a)第1(95)および第2(97)パイロツト弁手
段が前記第1(85)および第2(89)加速弁とそれ
ぞれ作動可能に連係し、 (b)前記各パイロツト弁がハウジング手段により形成
され、かつ前記加速弁の前記大きい区域(85b)から
前記低圧流体源(11c)へ流体連通するために配置さ
れたパイロツト孔(105,107)を有し、 (c)前記各パイロツト弁手段(95,97)が前記パ
イロツト孔を通る流体連通を遮断する第1位置(第4
図)と、前記パイロツト孔を通る流体連通を許容する第
2位置との間で移動可能な弁部材(115)を含み、 (d)前記各パイロツト弁手段がさらに前記弁部材(1
15)を前記室(101)内の所定の最大流体圧力に対
応する力で前記第1位置に向かって付勢する手段(11
7)を含み、かつ前記第1(61)および第2(63)
流体導管のどれでも高圧流体を収容することを特徴とす
る油圧装置。 - 【請求項8】 前記ハウジング手段(11,65)が前
記油圧装置本体に隣接して軸方向に配置されるピントル
部分(65)を含むピントル・アセンブリ(35)を形
成し、前記第1(75)および前記第2(77)弁孔が
前記ピントル部分により形成されることを特徴とする請
求項7の油圧装置。 - 【請求項9】 前記ピントル・アセンブリ(35)が前
記ピントル部分(65)から軸方向に延在するジヤーナ
ル部分(33,51)を含み、前記ジヤーナル部分(3
3,35)が前記高圧流体導管(61)および前記低圧
流体導管(63)を形成することを特徴とする請求項8
の油圧装置。 - 【請求項10】 前記ジヤーナル部分の前方部分(3
3,51)のまわりを回転するために取り付けられたロ
ータ(29,41)を含むことを特徴とする請求項9の
油圧装置。
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